前言

代碼 優(yōu)化 ，一個(gè)很重要的課題。可能有些人覺得沒用，一些細(xì)小的地方有什么好修改的，改與不改對(duì)于代碼的運(yùn)行效率有什么影響呢?這個(gè)問題我是這么考慮的，就像大海里面的鯨魚一樣，它吃一條小蝦米有用嗎?沒用，但是，吃的小蝦米一多之后，鯨魚就被喂飽了。

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代碼優(yōu)化也是一樣，如果項(xiàng)目著眼于盡快無BUG上線，那么此時(shí)可以抓大放小，代碼的細(xì)節(jié)可以不精打細(xì)磨;但是如果有足夠的時(shí)間開發(fā)、維護(hù)代碼，這時(shí)候就必須考慮每個(gè)可以優(yōu)化的細(xì)節(jié)了，一個(gè)一個(gè)細(xì)小的優(yōu)化點(diǎn)累積起來，對(duì)于代碼的運(yùn)行效率絕對(duì)是有提升的。

代碼優(yōu)化的目標(biāo)是：

• 減小代碼的體積
• 提高代碼運(yùn)行的效率
• 代碼優(yōu)化細(xì)節(jié)

1、盡量指定類、方法的final修飾符

帶有final修飾符的類是不可派生的。在Java核心API中，有許多應(yīng)用final的例子，例如java.lang.String，整個(gè)類都是final的。為類指定final修飾符可以讓類不可以被繼承，為方法指定final修飾符可以讓方法不可以被重寫。如果指定了一個(gè)類為final，則該類所有的方法都是final的。Java編譯器會(huì)尋找機(jī)會(huì)內(nèi)聯(lián)所有的final方法，內(nèi)聯(lián)對(duì)于提升Java運(yùn)行效率作用重大，具體參見Java運(yùn)行期優(yōu)化。此舉能夠使性能平均提高50% 。

2、盡量重用對(duì)象

特別是String對(duì)象的使用，出現(xiàn)字符串連接時(shí)應(yīng)該使用StringBuilder/StringBuffer代替。由于Java虛擬機(jī)不僅要花時(shí)間生成對(duì)象，以后可能還需要花時(shí)間對(duì)這些對(duì)象進(jìn)行垃圾回收和處理，因此，生成過多的對(duì)象將會(huì)給程序的性能帶來很大的影響。

3、盡可能使用局部變量

調(diào)用方法時(shí)傳遞的參數(shù)以及在調(diào)用中創(chuàng)建的臨時(shí)變量都保存在棧中速度較快，其他變量，如靜態(tài)變量、實(shí)例變量等，都在堆中創(chuàng)建，速度較慢。另外，棧中創(chuàng)建的變量，隨著方法的運(yùn)行結(jié)束，這些內(nèi)容就沒了，不需要額外的垃圾回收。

4、及時(shí)關(guān)閉流

Java編程過程中，進(jìn)行數(shù)據(jù)庫連接、I/O流操作時(shí)務(wù)必小心，在使用完畢后，及時(shí)關(guān)閉以釋放資源。因?yàn)閷?duì)這些大對(duì)象的操作會(huì)造成系統(tǒng)大的開銷，稍有不慎，將會(huì)導(dǎo)致嚴(yán)重的后果。

5、盡量減少對(duì)變量的重復(fù)計(jì)算

明確一個(gè)概念，對(duì)方法的調(diào)用，即使方法中只有一句語句，也是有消耗的，包括創(chuàng)建棧幀、調(diào)用方法時(shí)保護(hù)現(xiàn)場(chǎng)、調(diào)用方法完畢時(shí)恢復(fù)現(xiàn)場(chǎng)等。所以例如下面的操作：

建議替換為：

這樣，在list.size很大的時(shí)候，就減少了很多的消耗

6、盡量采用懶加載的策略，即在需要的時(shí)候才創(chuàng)建*

例如：

建議替換為：

7、慎用異常

異常對(duì)性能不利。拋出異常首先要?jiǎng)?chuàng)建一個(gè)新的對(duì)象，Throwable接口的構(gòu)造函數(shù)調(diào)用名為fillInStackTrace的本地同步方法，fillInStackTrace方法檢查堆棧，收集調(diào)用跟蹤信息。只要有異常被拋出，Java虛擬機(jī)就必須調(diào)整調(diào)用堆棧，因?yàn)樵谔幚磉^程中創(chuàng)建了一個(gè)新的對(duì)象。異常只能用于錯(cuò)誤處理，不應(yīng)該用來控制程序流程。

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8、不要在循環(huán)中使用try…catch…，應(yīng)該把其放在最外層

除非不得已。如果毫無理由地這么寫了，只要你的領(lǐng)導(dǎo)資深一點(diǎn)、有強(qiáng)迫癥一點(diǎn)，八成就要罵你為什么寫出這種垃圾代碼來了。

9、如果能估計(jì)到待添加的內(nèi)容長(zhǎng)度，為底層以數(shù)組方式實(shí)現(xiàn)的集合、工具類指定初始長(zhǎng)度

比如ArrayList、LinkedLlist、StringBuilder、StringBuffer、HashMap、HashSet等等，以StringBuilder為例：

(1)StringBuilder // 默認(rèn)分配16個(gè)字符的空間

(2)StringBuilder(int size) // 默認(rèn)分配size個(gè)字符的空間

(3)StringBuilder(String str) // 默認(rèn)分配16個(gè)字符+str.length個(gè)字符空間

可以通過類(這里指的不僅僅是上面的StringBuilder)的來設(shè)定它的初始化容量，這樣可以明顯地提升性能。比如StringBuilder吧，length表示當(dāng)前的StringBuilder能保持的字符數(shù)量。因?yàn)楫?dāng)StringBuilder達(dá)到最大容量的時(shí)候，它會(huì)將自身容量增加到當(dāng)前的2倍再加2，無論何時(shí)只要StringBuilder達(dá)到它的最大容量，它就不得不創(chuàng)建一個(gè)新的字符數(shù)組然后將舊的字符數(shù)組內(nèi)容拷貝到新字符數(shù)組中—-這是十分耗費(fèi)性能的一個(gè)操作。試想，如果能預(yù)估到字符數(shù)組中大概要存放5000個(gè)字符而不指定長(zhǎng)度，最接近5000的2次冪是4096，每次擴(kuò)容加的2不管，那么：

(1)在4096 的基礎(chǔ)上，再申請(qǐng)8194個(gè)大小的字符數(shù)組，加起來相當(dāng)于一次申請(qǐng)了12290個(gè)大小的字符數(shù)組，如果一開始能指定5000個(gè)大小的字符數(shù)組，就節(jié)省了一倍以上的空間;

(2)把原來的4096個(gè)字符拷貝到新的的字符數(shù)組中去。

這樣，既浪費(fèi)內(nèi)存空間又降低代碼運(yùn)行效率。所以，給底層以數(shù)組實(shí)現(xiàn)的集合、工具類設(shè)置一個(gè)合理的初始化容量是錯(cuò)不了的，這會(huì)帶來立竿見影的效果。但是，注意，像HashMap這種是以數(shù)組+鏈表實(shí)現(xiàn)的集合，別把初始大小和你估計(jì)的大小設(shè)置得一樣，因?yàn)橐粋€(gè)table上只連接一個(gè)對(duì)象的可能性幾乎為0。初始大小建議設(shè)置為2的N次冪，如果能估計(jì)到有2000個(gè)元素，設(shè)置成new HashMap(128)、new HashMap(256)都可以。

10、當(dāng)復(fù)制大量數(shù)據(jù)時(shí)，使用System.arraycopy命令

11、乘法和除法使用移位操作

例如：

用移位操作可以極大地提高性能，因?yàn)樵谟?jì)算機(jī)底層，對(duì)位的操作是最方便、最快的，因此建議修改為：

移位操作雖然快，但是可能會(huì)使代碼不太好理解，因此最好加上相應(yīng)的注釋。

12、循環(huán)內(nèi)不要不斷創(chuàng)建對(duì)象引用

例如：

這種做法會(huì)導(dǎo)致內(nèi)存中有count份Object對(duì)象引用存在，count很大的話，就耗費(fèi)內(nèi)存了，建議為改為：

這樣的話，內(nèi)存中只有一份Object對(duì)象引用，每次new Object的時(shí)候，Object對(duì)象引用指向不同的Object罷了，但是內(nèi)存中只有一份，這樣就大大節(jié)省了內(nèi)存空間了。

13、基于效率和類型檢查的考慮，應(yīng)該盡可能使用array，無法確定數(shù)組大小時(shí)才使用ArrayList

14、盡量使用HashMap、ArrayList、StringBuilder，除非線程安全需要，否則不推薦使用Hashtable、Vector、StringBuffer，后三者由于使用同步機(jī)制而導(dǎo)致了性能開銷

15、不要將數(shù)組聲明為public static final

因?yàn)檫@毫無意義，這樣只是定義了引用為static final，數(shù)組的內(nèi)容還是可以隨意改變的，將數(shù)組聲明為public更是一個(gè)安全漏洞，這意味著這個(gè)數(shù)組可以被外部類所改變。

16、盡量在合適的場(chǎng)合使用單例

使用單例可以減輕加載的負(fù)擔(dān)、縮短加載的時(shí)間、提高加載的效率，但并不是所有地方都適用于單例，簡(jiǎn)單來說，單例主要適用于以下三個(gè)方面：

(1)控制資源的使用，通過線程同步來控制資源的并發(fā)訪問

(2)控制實(shí)例的產(chǎn)生，以達(dá)到節(jié)約資源的目的

(3)控制數(shù)據(jù)的共享，在不建立直接關(guān)聯(lián)的條件下，讓多個(gè)不相關(guān)的進(jìn)程或線程之間實(shí)現(xiàn)通信

17、盡量避免隨意使用靜態(tài)變量

要知道，當(dāng)某個(gè)對(duì)象被定義為static的變量所引用，那么gc通常是不會(huì)回收這個(gè)對(duì)象所占有的堆內(nèi)存的，如：

此時(shí)靜態(tài)變量b的生命周期與A類相同，如果A類不被卸載，那么引用B指向的B對(duì)象會(huì)常駐內(nèi)存，直到程序終止

18、及時(shí)清除不再需要的會(huì)話

為了清除不再活動(dòng)的會(huì)話，許多應(yīng)用服務(wù)器都有默認(rèn)的會(huì)話超時(shí)時(shí)間，一般為30分鐘。當(dāng)應(yīng)用服務(wù)器需要保存更多的會(huì)話時(shí)，如果內(nèi)存不足，那么操作系統(tǒng)會(huì)把部分?jǐn)?shù)據(jù)轉(zhuǎn)移到磁盤，應(yīng)用服務(wù)器也可能根據(jù)MRU(最近最頻繁使用)算法把部分不活躍的會(huì)話轉(zhuǎn)儲(chǔ)到磁盤，甚至可能拋出內(nèi)存不足的異常。如果會(huì)話要被轉(zhuǎn)儲(chǔ)到磁盤，那么必須要先被序列化，在大規(guī)模集群中，對(duì)對(duì)象進(jìn)行序列化的代價(jià)是很昂貴的。因此，當(dāng)會(huì)話不再需要時(shí)，應(yīng)當(dāng)及時(shí)調(diào)用HttpSession的invalidate方法清除會(huì)話。

19、實(shí)現(xiàn)RandomAccess接口的集合比如ArrayList，應(yīng)當(dāng)使用最普通的for循環(huán)而不是foreach循環(huán)來遍歷

這是JDK推薦給用戶的。JDK API對(duì)于RandomAccess接口的解釋是：實(shí)現(xiàn)RandomAccess接口用來表明其支持快速隨機(jī)訪問，此接口的主要目的是允許一般的算法更改其行為，從而將其應(yīng)用到隨機(jī)或連續(xù)訪問列表時(shí)能提供良好的性能。實(shí)際經(jīng)驗(yàn)表明，實(shí)現(xiàn)RandomAccess接口的類實(shí)例，假如是隨機(jī)訪問的，使用普通for循環(huán)效率將高于使用foreach循環(huán);反過來，如果是順序訪問的，則使用Iterator會(huì)效率更高。可以使用類似如下的代碼作判斷：

foreach循環(huán)的底層實(shí)現(xiàn)原理就是迭代器Iterator，參見Java語法糖1：可變長(zhǎng)度參數(shù)以及foreach循環(huán)原理。所以后半句”反過來，如果是順序訪問的，則使用Iterator會(huì)效率更高”的意思就是順序訪問的那些類實(shí)例，使用foreach循環(huán)去遍歷。

20、使用同步代碼塊替代同步方法

這點(diǎn)在多線程模塊中的synchronized鎖方法塊一文中已經(jīng)講得很清楚了，除非能確定一整個(gè)方法都是需要進(jìn)行同步的，否則盡量使用同步代碼塊，避免對(duì)那些不需要進(jìn)行同步的代碼也進(jìn)行了同步，影響了代碼執(zhí)行效率。

21、將常量聲明為static final，并以大寫命名

這樣在編譯期間就可以把這些內(nèi)容放入常量池中，避免運(yùn)行期間計(jì)算生成常量的值。另外，將常量的名字以大寫命名也可以方便區(qū)分出常量與變量。

22、不要?jiǎng)?chuàng)建一些不使用的對(duì)象，不要導(dǎo)入一些不使用的類

這毫無意義，如果代碼中出現(xiàn)”The value of the local variable i is not used”、”The import java.util is never used”，那么請(qǐng)刪除這些無用的內(nèi)容

23、程序運(yùn)行過程中避免使用反射

關(guān)于，請(qǐng)參見反射。反射是Java提供給用戶一個(gè)很強(qiáng)大的功能，功能強(qiáng)大往往意味著效率不高。不建議在程序運(yùn)行過程中使用尤其是頻繁使用反射機(jī)制，特別是Method的invoke方法，如果確實(shí)有必要，一種建議性的做法是將那些需要通過反射加載的類在項(xiàng)目啟動(dòng)的時(shí)候通過反射實(shí)例化出一個(gè)對(duì)象并放入內(nèi)存—-用戶只關(guān)心和對(duì)端交互的時(shí)候獲取最快的響應(yīng)速度，并不關(guān)心對(duì)端的項(xiàng)目啟動(dòng)花多久時(shí)間。

24、使用數(shù)據(jù)庫連接池和線程池

這兩個(gè)池都是用于重用對(duì)象的，前者可以避免頻繁地打開和關(guān)閉連接，后者可以避免頻繁地創(chuàng)建和銷毀線程

25、使用帶緩沖的輸入輸出流進(jìn)行IO操作

帶緩沖的輸入輸出流，即BufferedReader、BufferedWriter、BufferedInputStream、BufferedOutputStream，這可以極大地提升IO效率

26、順序插入和隨機(jī)訪問比較多的場(chǎng)景使用ArrayList，元素刪除和中間插入比較多的場(chǎng)景使用LinkedList這個(gè)，理解ArrayList和LinkedList的原理就知道了

27、不要讓public方法中有太多的形參

public方法即對(duì)外提供的方法，如果給這些方法太多形參的話主要有兩點(diǎn)壞處：

1、違反了面向?qū)ο蟮木幊趟枷耄琂ava講求一切都是對(duì)象，太多的形參，和面向?qū)ο蟮木幊趟枷氩⒉黄鹾?/p>

2、參數(shù)太多勢(shì)必導(dǎo)致方法調(diào)用的出錯(cuò)概率增加

至于這個(gè)”太多”指的是多少個(gè)，3、4個(gè)吧。比如我們用JDBC寫一個(gè)insertStudentInfo方法，有10個(gè)學(xué)生信息字段要插如Student表中，可以把這10個(gè)參數(shù)封裝在一個(gè)實(shí)體類中，作為insert方法的形參。

28、字符串變量和字符串常量equals的時(shí)候?qū)⒆址Ａ繉懺谇懊?/strong>

這是一個(gè)比較常見的小技巧了，如果有以下代碼：

 

 

建議修改為：

 

 

這么做主要是可以避免空指針異常

29、請(qǐng)知道，在java中if (i == 1)和if (1 == i)是沒有區(qū)別的，但從閱讀習(xí)慣上講，建議使用前者

平時(shí)有人問，”if (i == 1)”和”if (1== i)”有沒有區(qū)別，這就要從C/C++講起。

在C/C++中，”if (i == 1)”判斷條件成立，是以0與非0為基準(zhǔn)的，0表示false，非0表示true，如果有這么一段代碼：

 

 

C/C++判斷”i==1″不成立，所以以0表示，即false。但是如果：

 

 

萬一程序員一個(gè)不小心，把”if (i == 1)”寫成”if (i = 1)”，這樣就有問題了。在if之內(nèi)將i賦值為1，if判斷里面的內(nèi)容非0，返回的就是true了，但是明明i為2，比較的值是1，應(yīng)該返回的false。這種情況在C/C++的開發(fā)中是很可能發(fā)生的并且會(huì)導(dǎo)致一些難以理解的錯(cuò)誤產(chǎn)生，所以，為了避免開發(fā)者在if語句中不正確的賦值操作，建議將if語句寫為：

 

 

這樣，即使開發(fā)者不小心寫成了”1 = i”，C/C++編譯器也可以第一時(shí)間檢查出來，因?yàn)槲覀兛梢詫?duì)一個(gè)變量賦值i為1，但是不能對(duì)一個(gè)常量賦值1為i。

但是，在Java中，C/C++這種”if (i = 1)”的語法是不可能出現(xiàn)的，因?yàn)橐坏懥诉@種語法，Java就會(huì)編譯報(bào)錯(cuò)”Type mismatch: cannot convert from int to boolean”。但是，盡管Java的”if (i == 1)”和”if (1 == i)”在語義上沒有任何區(qū)別，但是從閱讀習(xí)慣上講，建議使用前者會(huì)更好些。

30、不要對(duì)數(shù)組使用toString方法

看一下對(duì)數(shù)組使用toString打印出來的是什么：

 

 

結(jié)果是：

 

 

本意是想打印出數(shù)組內(nèi)容，卻有可能因?yàn)閿?shù)組引用is為空而導(dǎo)致空指針異常。不過雖然對(duì)數(shù)組toString沒有意義，但是對(duì)集合toString是可以打印出集合里面的內(nèi)容的，因?yàn)榧系母割怉bstractCollections重寫了Object的toString方法。

31、不要對(duì)超出范圍的基本數(shù)據(jù)類型做向下強(qiáng)制轉(zhuǎn)型

這絕不會(huì)得到想要的結(jié)果：

 

 

我們可能期望得到其中的某幾位，但是結(jié)果卻是：

1942892530

解釋一下。Java中l(wèi)ong是8個(gè)字節(jié)64位的，所以12345678901234在計(jì)算機(jī)中的表示應(yīng)該是：

0000 0000 0000 0000 0000 1011 0011 1010 0111 0011 1100 1110 0010 1111 1111 0010

一個(gè)int型數(shù)據(jù)是4個(gè)字節(jié)32位的，從低位取出上面這串二進(jìn)制數(shù)據(jù)的前32位是：

0111 0011 1100 1110 0010 1111 1111 0010

這串二進(jìn)制表示為十進(jìn)制1942892530，所以就是我們上面的控制臺(tái)上輸出的內(nèi)容。從這個(gè)例子上還能順便得到兩個(gè)結(jié)論：

1、整型默認(rèn)的數(shù)據(jù)類型是int，long l = 12345678901234L，這個(gè)數(shù)字已經(jīng)超出了int的范圍了，所以最后有一個(gè)L，表示這是一個(gè)long型數(shù)。順便，浮點(diǎn)型的默認(rèn)類型是double，所以定義float的時(shí)候要寫成””float f = 3.5f”

2、接下來再寫一句”int ii = l + i;”會(huì)報(bào)錯(cuò)，因?yàn)閘ong + int是一個(gè)long，不能賦值給int

32、公用的集合類中不使用的數(shù)據(jù)一定要及時(shí)remove掉

如果一個(gè)集合類是公用的(也就是說不是方法里面的屬性)，那么這個(gè)集合里面的元素是不會(huì)自動(dòng)釋放的，因?yàn)槭冀K有引用指向它們。所以，如果公用集合里面的某些數(shù)據(jù)不使用而不去remove掉它們，那么將會(huì)造成這個(gè)公用集合不斷增大，使得系統(tǒng)有內(nèi)存泄露的隱患。

33、把一個(gè)基本數(shù)據(jù)類型轉(zhuǎn)為字符串，基本數(shù)據(jù)類型.toString是最快的方式、String.valueOf次之、數(shù)據(jù)+””最慢

把一個(gè)基本數(shù)據(jù)類型轉(zhuǎn)為一般有三種方式，我有一個(gè)Integer型數(shù)據(jù)i，可以使用i.toString、String.valueOf(i)、i+””三種方式，三種方式的效率如何，看一個(gè)測(cè)試：

 

 

運(yùn)行結(jié)果為：

 

 

所以以后遇到把一個(gè)基本數(shù)據(jù)類型轉(zhuǎn)為String的時(shí)候，優(yōu)先考慮使用toString方法。至于為什么，很簡(jiǎn)單：

1、String.valueOf方法底層調(diào)用了Integer.toString方法，但是會(huì)在調(diào)用前做空判斷

2、Integer.toString方法就不說了，直接調(diào)用了

3、i + “”底層使用了StringBuilder實(shí)現(xiàn)，先用append方法拼接，再用toString方法獲取字符串

三者對(duì)比下來，明顯是2最快、1次之、3最慢

34、使用最有效率的方式去遍歷Map

遍歷Map的方式有很多，通常場(chǎng)景下我們需要的是遍歷Map中的Key和Value，那么推薦使用的、效率最高的方式是：

 

 

如果你只是想遍歷一下這個(gè)Map的key值，那用”Set keySet = hm.keySet;”會(huì)比較合適一些

35、對(duì)資源的close建議分開操作

意思是，比如我有這么一段代碼：

 

 

建議修改為：

 

 

雖然有些麻煩，卻能避免資源泄露。我想，如果沒有修改過的代碼，萬一XXX.close拋異常了，那么就進(jìn)入了cath塊中了，YYY.close不會(huì)執(zhí)行，YYY這塊資源就不會(huì)回收了，一直占用著，這樣的代碼一多，是可能引起資源句柄泄露的。而改為上面的寫法之后，就保證了無論如何XXX和YYY都會(huì)被close掉。